[发明专利]用于增强现实的光场显示系统和增强现实装置

说明书

本发明公开了一种光场显示系统和增强现实装置，其中，光场显示系统用于增强现实，包括依次设置的第一图像信息提供装置、第一透镜组、光转向组件、第二透镜组和第二图像信息提供装置，其中，第一图像信息提供装置，用于提供具有第一图像内容的光；第一透镜组，用于接收所述具有第一图像内容的光，并在第一焦平面上形成第一图像；第二图像信息提供装置，用于提供具有第二图像内容的光；第二透镜组，用于接收所述具有第二图像内容的光，并在第二焦平面上形成第二图像；光转向组件，用于将所述第一图像和所述第二图像传送至视窗区域。该系统通过透镜的光学操作可以产生多个焦平面与现实环境相融合，从而实现了增强现实的光场显示。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种用于增强现实的光场显示系统和增强现实装置。

背景技术

在相关技术中，增强现实显示设备放大后的图像是通过微显示和透镜组合产生的。相关方案公开了通过放置分束器和曲面镜来生成单个图像的技术，此外，还公开了通过添加具有多路复用功能的额外传输型可变焦点元素来形成多个图像的技术。即通过使用多个平面聚焦系统或可变平面聚焦系统来创建对可变深度的感知，然而，可变焦点元素必须在一帧时间内相应地提供多个平面图像，如果可变焦点元素的响应速度较慢，则可能发生图像拖动。为了实现与现实环境相结合的虚拟器件，必须考虑到光学距离、图像放大率和视场等因素，因此需对增强现实的光学系统进行优化。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，即一般传统显示器对人眼只以二维的单一图像呈现，违反人平常看自然景物的视觉成像，因而使得人眼易产生疲惫及不适感。

本发明第一方面实施例提供了一种光场显示系统，该系统可以产生多个焦平面的显示图像，从而实现获得增强现实的光场显示。

本发明第二方面实施例提出另一种增强现实的光场显示系统设计。

本发明第三方面实施例提供了一种增强现实装置。

为解决上述问题，本发明第一方面实施例的光场显示系统，用于增强现实，包括依次设置的第一图像信息提供装置、第一透镜组、光转向组件、第二透镜组和第二图像信息提供装置，其中，所述第一图像信息提供装置，用于提供具有第一图像内容的光；所述第一透镜组，用于接收所述具有第一图像内容的光，并在第一焦平面上形成第一图像；所述第二图像信息提供装置，用于提供具有第二图像内容的光；所述第二透镜组，用于接收所述具有第二图像内容的光，并在第二焦平面上形成第二图像；所述光转向组件，用于将所述第一图像和所述第二图像传送至视窗区域。

根据本发明实施例的光场显示系统，通过增加第二图像信息提供装置和第二透镜组，由第二图像信息提供装置提供具有第二图像内容的光，并通过第二透镜组进行光学操作可以产生第二焦平面上的第二图像，进而结合第一焦平面上的图像，可以实现多个焦平面成像，即可以提供更加丰富的虚拟世界信息，为增强现实的实现提供基础。

在一些实施例中，所述第一图像信息提供装置包括第一微显示器；所述第一透镜组包括一个透镜或多个透镜组合；所述第二图像信息提供装置包括第二微显示器；所述第二透镜组包括一个透镜或多个透镜组合。

在一些实施例中，所述光转向组件包括分光器和凹面半反射镜，其中，所述分光器，与入射光路呈预设角度设置，用于将所述第一图像的光提供给所述凹面半反射镜；所述凹面半反射镜的凹面朝向所述分光器，用于将入射的所述第一图像的光反射一部分至所述视窗区域。

在一些实施例中，所述光场显示系统还包括：滤光件，设置在所述第一透镜组与所述分光器之间，用于过滤所述具有第一图像内容的光中的杂散光。